BÁO cáo CHUYÊN đề BEAUVERIA BASSIANA (nấm TRẮNG) và các LOẠI nấm ENTOMOPATHOGENIC KHÁC TRONG QUẢN lý côn TRÙNG sâu BỆNH , đại học nông lâm tphcm

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ:
BEAUVERIA BASSIANA (NẤM TRẮNG)
VÀ CÁC LOẠI NẤM
ENTOMOPATHOGENIC KHÁC TRONG
QUẢN LÝ CÔN TRÙNG SÂU BỆNH
GVHD: TS.PHAN PHƯỚC HIỀN

SVTH:

Nhóm 5
Vũ Công Minh
Nguyễn Trọng Nhân
Nguyễn Thị Hồng Nhung


•
•
•
•
•

Nấm Beauveria
Tên khoa học: Beauveria bassiana
Họ: Moniliaceae
Bộ: Moniliales
Là một loài nấm trắng gây bệnh cho rầy nâu, sâu cuốn lá, sâu đục thân, bọ
xít hại lúa, bọ xít đen. Nấm hủy hoại các mô mềm và dịch cơ thể của ký chủ
và khi chuẩn bị hình thành bào tử phát tán, chúng phát triển ra bên ngoài
cơ thể ký chủ. Bào tử có màu phấn trắng. Chúng đòi hỏi phải có ẩm độ kéo
dài để các bào tử lây lan nhờ gió và nước nẩy mầm.

•
•
•
•
•

Nấm Metarhizium
Tên khoa học: Metarhizium anisopliae - Metarhizium flavoviride.
Họ: Moniliaceae
Bộ: Moniliales
Nấm Metarhizium hại bọ rầy, bọ xít, bọ rùa. Bào tử nấm rơi trên cơ thể côn
trùng và khi độ ẩm cao kéo dài, bào tử nấm nẩy mầm và mọc trong cơ thể
côn trùng. Nấm phát triển bên trong côn trùng kí chủ và ăn chất bổ của cơ
thể côn trùng. Khi côn trùng chết, nấm xuất hiện lúc đầu thành một lớp
trắng ở những chổ nối giữa các đốt ở cơ thể côn trùng. Bào tử xuất hiện từ
ký chủ đã chết sẽ lây lan sang ký chủ mới qua gió hoặc nước



Giới thiệu
•

•

•

Sau gần hai mươi năm tiến bộ khoa học trong khám phá và phát triển công
nghệ cho các tác nhân kiểm soát côn trùng dịch hại, có thể nghiên cứu bốn

lớp của các vi sinh vật, virus, vi khuẩn, nấm và động vật nguyên sinh
Với sự ra đời của công nghệ sinh học có một đề nghị không chỉ cho sự
thành công của các tác nhân của vi khuẩn và virus, mà có các cây có chứa
chuyển gen, ví dụ: các Bacillus thuringiensis (Bt), gen trừ côn trùng.
Tuy nhiên, lịch sử thường được nhắc rằng nhiều dự đoán là hấp tấp
trong bối cảnh này, khi mà những thành công hay thất bại đã được chú ý
trong điều khiển dịch hại côn trùng.


Giới thiệu
•

•

Nuôi côn trùng có hại có thể gây ra các bệnh của cây trồng, thiệt hại cho
quả và hạt. Không phân biệt trên quan điểm định nghĩa của một loài vật
gây hại, côn trùng là các thành phần của hệ sinh thái nông nghiệp của
chúng ta. Nhiều loài côn trùng phụ thuộc vào thảm thực vật của tự nhiên
và sẽ cạnh tranh với động vật ăn cỏ khác và cây lương thực của con người.
Đó là kinh nghiệm mà con người quyết định mối quan hệ giữa các loài côn
trùng có lợi và không (sâu bọ)
Nếu coi sâu bệnh có hại, nông nghiệp hiện đại cần giảm dân số loài vật gây
hại định kỳ hoặc kiểm soát lan truyền của chúng. Tuy nhiên, kiểm soát
tuyệt đối, hủy diệt của một loài côn trùng là không thể thông qua việc sử
dụng thực tiễn các vi sinh vật kiểm soát sâu bệnh và tăng cường ứng dụng
của nó ít nhất là cho Bt, về lâu dài đã mang lại giống kháng cự.


Giới thiệu
•

•

•

Trong nhiều năm, tập trung của các ứng dụng của nấm trắng
entomopathogenic (EPF) cho vai trò của chúng trong các bệnh côn trùng
dịch hại đã được gia tăng.
Nghiên cứu áp dụng trên nấm và công nghệ sinh học của Hyphomycetous
EPF đã cung cấp một sự hiểu biết tốt hơn về tương tác gây bệnh . Di
truyền học và ứng dụng của nấm trên nhiều EPF đặc biệt là Beauveria
bassiana (Bb)
Báo cáo mới trong sử dụng các loại nấm từ cả hai vùng ôn đới và nhiệt đới
xác nhận vai trò cốt lõi của Bb trong thực tiễn điều khiển dịch hại. Các EPF
và quan trọng hơn Bb đang sẵn sàng để tạo ra kiến thức cần thiết cho các
công nghệ điều khiển dịch hại côn trùng.


Phân loại của EPF hyphomycetous
•

•

•

Các đặc điểm phân biệt các loại nấm thực là sự hiện diện của chitin trong
thành tế bào của chúng. Nấm thật được đặt ở bốn ngành (Ascomycota,
Basidiomycota, Chytridiomycota, Zygomycota) và các ngành
Deuteromycota, hoặc nấm trừ sâu (được biết đến dạng vô tính,
anamorphs). Có 5 ngành chứa nhiều EPF

Trong điều kiện của thích hợp sinh thái, EPF được tìm thấy ở cả môi
trường sống dưới nước và trên cạn (rừng và nông nghiệp) và thường được
tìm thấy là liên kết với côn trùng, tức là chúng là nấm trắng
entomogenous. Trong một số trường hợp, ví dụ, chủng Bb có thể là nguồn
gây bệnh của các loài côn trùng của cả môi trường sống cạn và nước
(Miranpuri và Khachatourians, 1990, 1991; Agarwala et al, 1998.).
Ngoài ra, Reithinger và đồng nghiệp (1997) đã đánh giá Bb như là một tác
nhân tiềm năng kiểm soát sinh vật học đối với ruồi cát bay tại các đồn điền
cà phê Colombia.


Phân loại của EPF hyphomycetous
•
•

•

•

Các nhà nghiên cứu cho thấy Bb có độc lực với Phlebotomus papatasi
(Scopoli) và Lutzomyia longipalpis (Lutz & Neiva) (Diptera: Psychodidae),
vật chủ trung gian quan trọng của vùng bệnh nhiệt đới địa phương
Trong khi xét nghiệm mô học cho thấy rằng Bb không thể lây nhiễm ruồi
cát trong điều kiện tự nhiên, ruồi cát bay chết đã thấy dễ dàng bị nhiễm
bệnh và thí nghiệm phân tích sinh học nơi mà ruồi cát bay đã được tiếp
xúc với các loại nấm được áp dụng vào cà phê cho thấy là thấp có nghĩa là
sự sống còn cao hơn nhiều lần so với kiểm soát. Luz et al. (1998) được thử
nghiệm trên 3 Bb instars của chín Triatoma spp, bốn Rhodonius spp.., Hai
Panstrongylus spp và Dipetalogaster maxima (Uhler)
Các loài côn trùng có thể là phương tiện truyền dẫn cho các tác nhân bệnh

Chagas, Trypanosoma cruzi. Hầu hết các hướng của Bb gây bệnh là
Panstrongylus herreir Wygodzinsky, D. maxima, Triatoma picturata
Usinger, Rhodnius robustus Larrousse, Rhodnius prolixus Stal, Triatoma
infestans Klug, và Triatoma brasiliensis Neiva.
Đa số các EPF xác định cho đến nay thuộc về ba ngành: Ascomycota (các
lớp: Laboulbeniales và Pyrenomycetes), Deuteromycota (lớp
Hyphomycetes), và Zygomycota (lớp Zygomycetes).



Phân loại của EPF hyphomycetous
•
•

•
•

Các thành viên của ngành Deuteromycotina cũng được gọi là nấm trừ sâu,
thiếu chu kỳ tình dục và hình thức vô tính
Có một vài báo cáo cho thấy rằng một số thành viên các chi Beauveria,
Fusarium, Paecilomyces và Verticillium qua đường nối của khuẩn ty soma
trao đổi hạt nhân và có thể cung cấp cho các tế bào có nhân hoặc lưỡng
bội (Khachatourians, 1991). Thành viên của lớp Deuteromycete,
Coelomycetes (Sphaeropsidales) và Hyphomycetes (Moniliales), được coi
là tác nhân gây bệnh côn trùng
Hai chi, Aschersonia và Tetranacrium, của lớp Coelomycetes là tác nhân
gây bệnh quan trọng của ruồi trắng và côn trùng có vảy .
Các lớp nấm Hyphomycetes chứa trên 40 chi nấm trắng
entomopathogenic phân phối trên toàn thế giới. Thành viên chú ý bao
gồm Verticillium lecanii, có bào tử sống, làm lây aphids( rệp muội) tiếp tục

tạo đẻ con sớm, hỗ trợ với sự phát tán của bào tử đến vật chủ mới.
Culicinomyces clavisporus và Tolyplocadium cylindrosporum nhiễm độc ấu
trùng qua miệng.


ruồi trắng


Phân loại của EPF hyphomycetous
•

•

•

Việc xem xét phân loại của 12 lớp của EPF có thể dựa trên hệ thống truyền
thống các hình thái và siêu cấu trúc hoặc hóa sinh hiện đại và nguồn gốc
phân tử (Samson et al. 1988; Khachatourians, 1991, 1996).
Nói chung, phân loại các tiêu chí như chỉ ra trong Bảng 7.1, có thể có phạm
vi cụ thể của các ứng dụng, chẳng hạn như nhận dạng của một chi và loài,
hay dân số.
Các công cụ mới hơn của hóa sinh hiện đại và di truyền phân tử như việc
sử dụng của RAPDs kết hợp với protein và isoenzyme đa hình là một hệ
thống mạnh mẽ cho cả nghiên cứu khả năng gây bệnh của các loài phổ
biến và khuynh hướng di truyền (Khachatourians, 1996)


Phân loại của EPF hyphomycetous
bảng 7.1 phân loại các kiểm tra để xác định các loại nấm
entomopathogenic

Tương tác của Beauveria bassiana với
côn trùng chủ
•

•

•

Mặc dù có nhiều chi và loài nấm Hyphomycetous có tiềm năng cho thương
mại hóa, nhiều loại quan trọng chống côn trùng trong nông nghiệp (ví dụ
Bidochka et al. 1998; Miranpuri và Khachatourians, 1994a, b, 1995a-d;
Miranpuri et al. 1993) và một sự hiểu biết rõ ràng hơn về tương tác gây
bệnh chủ ở cấp độ phân tử (Khachatourians, 1991, 1996; Hajek và St
Leger, 1994) làm cho Bb lý tưởng cho mycoinsecticide
Điều này là bởi vì ngoài những kiến thức về các sự kiện liên kết giai đoạn
đầu của sự tương tác, các sự kiện tiếp theo chống bệnh côn trùng đều
phức tạp và đầy thách thức, như là biểu hiện tổng thể của nó đại diện cho
hổ tương tác dụng của nhiều tính trạng di truyền.
Điều này chắc chắn rằng tăng việc sản xuất đồng thời của ngoại bào
enzyme thủy phân, chất nhầy dính và appressoria tiếp theo là thâm nhập
vào các dịch hại, lây lan của các cơ quan hyphal và sản xuất các chất
chuyển hóa độc là những yếu tố quan trọng trong sự tương tác
(Khachatourians, 1991, 1996; Hajek và St Leger, 1994)


Tương tác của Beauveria bassiana với
côn trùng chủ

•

•

•

Các biến thể trong nhiều khía cạnh của nấm tương tác với chủ thể, trên thực
tế, được tìm thấy giữa một bộ cô lập tự nhiên của Bb. Vì vậy, việc nghiên cứu
thu thập của EPF trong một cơ sở rõ ràng có hai tầm quan trọng, (i) hiểu biết
về hướng biến đổi lượng của sự tương tác với các côn trùng mục tiêu, và (ii)
sản xuất và thương mại hóa.
Do sự có sẵn của bộ tài liệu thương mại để xác định và định lượng enzym,
axit nucleic, chất béo và chất hóa sinh khác, một số nhà điều tra đã thực hiện
những đóng góp quan trọng vào các lĩnh vực (Lecuona, 1999). Rivera et al.
(1997) đã nghiên cứu tổng cộng 36 chủng của Bb, cho sự hiện diện của 9
enzym ngoại bào tham gia vào sự mất của các protein, chitin và
polysaccharides
Trong khi sự khác biệt trong các cấu hình enzym đã được thấy, tất cả các
chủng đã cho thấy hoạt động glucosidase, N- acetylglucosaminidase và
elastase, nhưng không có hoạt động fucosidase. Đối với hai enzym cần thiết
trong sự khởi đầu của nhiễm độc, protease và chitinase tương ứng hai nhóm
rộng cao/thấp và thấp/cao đã được phát hiện (Rivera et al, 1997.). phản ứng
chuỗi polimerase (PCR) mở rộng với 4 cỡ khác nhau cho thấy không có sự
tương quan đơn giản với chủ thể, nguồn gốc địa lý hoặc khả năng gây bệnh


Tương tác của Beauveria bassiana với
côn trùng chủ
•

•

•

Duque và Arango (1998) đã thực hiện một đặc tính sinh hóa chất lượng của các
chủng của Bb trong bộ sưu tập tại CENICAFE Colombia. Mục tiêu là tìm ra khuynh
hướng tốt nhất cho các kiểm soát sinh học của mọt đục cà phê (CBB),
Hypothenemus hampei (Ferrari). Điều này đã được dựa trên ba tiêu chí: (i)
Enzymatic hoạt động và năng lực hấp thu của chất nền, (ii) Các yếu tố, mà xác định
quá trình độc tính của Bb với côn trùng, và (iii) sự sống còn trong điều kiện tự nhiên
Trong một bộ sưu tập của 93 chủng, các chủng từ bản gốc của chủng chủ (OH) và
qua các CBB, hay kích hoạt lại Bb (RB), đã được mô tả đặc điểm và lựa chọn cho nền
tảng. Trong đánh giá enzym với phương pháp chất nền rắn nó đã thấy rằng một số
chủng cho thấy phản ứng khác nhau với chitinase và lipase sản xuất. Tuy nhiên, sau
khi kích hoạt, nghĩa là tách lấy thông qua các côn trùng chống lại hướng kiểm, tức là
CBB, một phản ứng tích cực đã được ghi lại
Theo de-Marcano et al. (1999), Bb và P. fumosoroseus điều trị của Cylas elegantulus
formicarius (Summers) trưởng thành đã cho thấy giảm hoạt động và ăn sau 48 h và
một số chết sau 72 h. Tổng cộng tỷ lệ tử vong là cao hơn với Bb của thương mại và
các hình thức kích hoạt (98,34% và 96,6, tương ứng), trong khi với P. fumosoroseus
được 63,33 và 98,33 phần trăm, tương ứng. Mặc dù kích hoạt của một số EPF bởi
thông qua các chủ lưu trữ là côn trùng thường được cho thấy gia tăng tiềm năng trừ
sâu, cơ sở phân tử của nó vẫn chưa biết (Hayden et al, 1992.)


Tương tác của Beauveria bassiana với
côn trùng chủ
•
•

•

•

Các yếu tố khác của EPF tương tác với mục tiêu hại là chất độc hại.
Độc tố của EPF có thể được hóa chất hữu cơ không có protein và peptide /
protein (Khachatourians, 1991, 1996) và nhiều chất chuyển hóa thứ cấp
khác mà thiết yếu trong quá trình kiểm soát dịch hại .
Hơn nữa, sự thành công của EPF trong chiến thắng chống lại các lưu trữ
chủ dựa vào phòng thủ của côn trùng, sinh lý học của EPF-tương tác sâu
bệnh và với điều kiện môi trường.
Bb xuất hiện để có một khả năng nhiều mặt cho cả trấn áp và vượt qua các
đáp ứng của tế bào (Hung và Boucias, 1992). Việc miễn trừ sâu bệnh
(Gillespie et al, 1997.) và các phân tử của vật như Bb trốn thoát bằng cách
phát hiện của côn trùng tế bào miễn dịch giám sát điều quan trọng là kết
quả của các quan hệ mầm bệnh chủ (Gillespie và Khachatourians, 1992;
Hưng và Boucias, 1992; Boucias et al. 1994; Pendland et al, 1993.).


Tương tác của Beauveria bassiana với
côn trùng chủ
•

•

Thời gian của nhiễm độc là một tham số quan trọng trong sự tương tác với
EPF côn trùng dịch hại. Đối với những người nông dân, đó là tốc độ và thời
gian mà chúng nhắm tiêu diệt sâu bệnh mục tiêu.
hiện nay mô hình trong việc sử dụng hóa chất tổng hợp là chúng hành
động nhanh chóng và đáng quan tâm, kết quả giết chết trong một khoảng

một giờ hoặc một ngày. Mặc dù tích lũy chứng cứ ,đã được duy trì bởi
cộng đồng cả khoa học và công nghiệp ,là hiệu suất của các tác nhân vi
sinh vật ngắn hơn các hóa chất. Điều này là thực tế, một nhận thức tiêu
cực đã được tạo ra, ví dụ như các tác nhân EPF mất nhiều kiểm soát sinh
học để kiểm soát côn trùng


Tương tác của Beauveria bassiana với
côn trùng chủ

• Để hiểu và giao tiếp một cách thích hợp các điều kiện tiên quyết duy nhất
của côn trùng bệnh sinh và cái chết gây ra bởi EPF là một trong những giải
pháp ở đây.
• Tỷ lệ giới hạn bước cho các tác nhân kiểm soát sâu bệnh là hóa chất hấp
phụ, trong khi đó của EPF là nhiều bước và phức tạp quá trình tương tác
vật lý, nảy mầm, và thâm nhập, trong đó mỗi có riêng biệt sinh lý học, vật
lý và hóa học (Jeffs et al., 1999). Một bộ sưu tập thuốc trừ sâu sinh học,
Bb, bị cô lập từ khắp nơi trên thế giới đã sản xuất LT50 các giá trị khác
nhau, 2-12 ngày (Khachatourians, 1992).
• Nó xuất hiện như là mặc dù một số "Sự kiện mốc quan trọng" (CME) xác
định thời gian tối thiểu cần thiết cho côn trùng điều khiển sinh học quá
trình. Tầm quan trọng của CME liên quan đến tìm kiếm cho kỹ thuật cô lập
để giết nhanh hơn còn lại được đề cập. Trong một côn trùng cho các khái
niệm về một CME cho thấy rằng có một ngưỡng của thời gian đó là cần
thiết để đạt đến điểm mà tại đó các côn trùng chủ suy sụp là không thể
đảo ngược và cái chết là điều khó tránh khỏi (xem Hegedus và
Khachatourians, 1996b).


Tương tác của Beauveria bassiana với

côn trùng chủ
•
•

Việc tích lũy các hiệu quả của EPF-dịch hại tương tác là kết quả trong
những thay đổi về sinh lý học bình thường và phát triển.
Ví dụ, côn trùng bị nhiễm nấm gây bệnh nhất định cho thấy kích thích ăn,
theo sau là một chuỗi giảm để ngừng ăn, giảm hoạt động, hành vi sốt phản
ứng, và thay đổi trong chiều ngang và chiều dọc di trú các mẫu
(Khachatourians, 1996). Những phát hiện này có thể được sử dụng trong
một nông học có khả năng để cung cấp kiểm soát tốt hơn các hoạt động
dịch hại côn trùng, giảm thiệt hại cho cây trồng


•
•

•
•
•

•

Thuận lợi, ưu tiên cho EPF cho kiểm
soát sinh học côn trùng

Trong trường hợp kiểm soát dịch hại có những lúc côn trùng đặt những hạn chế
về sự lựa chọn của các tác nhân sinh học.
Ví dụ, độc tố protein côn trùng hoặc vi-rút có thể không được ăn do côn trùng
hoặc các côn trùng qua biến hóa và giai đoạn phát triển, e.g. trứng, nhộng và đôi

khi trưởng thành, khi thức ăn khô có hoặc gặp khó khăn. Điều này trình bày cơ
hội cho người sử dụng ưu tiên của EPF là các tác nhân điều khiển sinh
học(Valencia và Khachatourians, 1998).
Bên cạnh các chế độ tiếp xúc của hành động, EPF cũng có một số lợi ích quan
trọng khác như vi sinh vật tác nhân để kiểm soát địch hại.
Hơn 95 phần trăm của thuốc trừ sâu vi khuẩn bây giờ sẵn để kiểm soát sâu bệnh
nông nghiệp và hướng côn trùng, được dựa trên công thức của Bt.
Tuy nhiên, cả hai Bt và baculoviruses có một đặc trưng ký chủ tương đối hẹp, tức
là nhắm mục tiêu thương mại là ấu trùng có vảy. Do đó một số phần nhỏ hoặc
nhiều loài sâu bệnh từ Coleoptera, Diptera, Cánh thẳng, Hemiptera, Homoptera
và Thysanoptera, hiển nhiên trở thành ứng cử viên cho điều khiển sinh học qua
EPF (Valencia và Khachatourians, 1998).
Hơn nữa, một nhóm lớn các tetranichydae, tarsonemiidae và bọ ve eryophyidae
đó là quan trọng nông nghiệp sâu bệnh mà không thuộc về sâu bọ nhưng đến lớp
Arachnida không bị ảnh hưởng của Bt hoặc baculoviruses. Nhóm này của sâu
bệnh có EPF, như Hirsutella spp và Neozygites spp , như là kẻ thù tự nhiên của
chúng.


•

•

Thuận lợi, ưu tiên cho EPF cho kiểm
soát sinh học côn trùng
Do các tác động đơn của chất độc Bt, một số côn trùng có cánh đã trở nên kháng với
thuốc diệt côn trùng này (Chaufaux et al, 1997.). Mặc dù khả năng đề kháng phát triển
chống lại bất kỳ tác nhân làm áp lực chọn loc được chấp nhận, cho rằng cơ chế phức
tạp của các hành động gây nguy hiểm thấp hơn của phát triển sức đề kháng.
Ở góc độ này, EPF có lợi thế so sánh của việc có một nhiều lớp/nhiều bước cơ chế của

hành động (Khachatourians, 1991), có thêm cơ hội giảm thiểu xuất hiện của mục tiêu
kháng sâu bệnh. Thêm nữa, một trong những đề nghị công bố lựa chọn Bb kháng côn
trùng. Junior và Alves (1998) nghiên cứu tác động của hai chủng của Bb về sự phát
triển của ngô, ngũ cốc ,Sitophilus zeamais Matschulsky. Tuy nhiên, một số trưởng
thành lúc 40, 50 và 60 ngày sau khi phá hoại gạo. Chiều dài của đời sống và trọng
lượng trưởng thành ít bị ảnh hưởng bởi tiêm phòng nhiễm nấm, mà Junior và Alves
(1998) tính đến một sự lựa chọn của nhiều loài côn trùng còn tồn tại từ Bb. Mặc dù đề
nghị này, quá trình lây nhiễm của EPF phụ thuộc vào thành công của một loạt các sự
kiện sinh lý, từ các tập tin đính kèm của bào tử đến lớp da ngoài côn trùng, để sự
tương tác với chủ thể lưu trữ hệ thống miễn dịch ở cấp độ của các hemolymph
(Khachatourians, 1996).


Thuận lợi, ưu tiên cho EPF cho kiểm
soát sinh học côn trùng
•
•

•

•

Để “chọn một côn trùng mạnh mẽ hơn" thích nghi hoán chuyển tại các vị trí khác
nhau sẽ được yêu cầu mục tiêu chủ tồn tại một mầm bệnh nấm.
Mặt khác, những ưu tiên cho việc sử dụng các EPF kiểm soát côn trùng bệnh có
hoàn cảnh không chia sẻ bởi các tác nhân vi sinh vật điều khiển khác. Điều này là
do EPF là phổ biến nhiều loài côn trùng mà dịch bệnh xảy ra.
Tình hình này rõ ràng đại diện cho một cơ hội thứ hai trong đó có một tiềm năng
to lớn cho sự phát hiện của chủng địa-bản địa cho sự kiểm soát của sâu bệnh bản
địa.

Tương tự như vậy, đó cũng là một cơ hội tốt cho sự cô lập của chủng EPF trong
môi trường sống ban đầu của sâu bệnh kỳ lạ, như vậy có thể sử dụng các tác nhân
gây bệnh trong chương trình kiểm soát sinh học cổ điển.